EP1995490A2 - Zylinderrohr - Google Patents
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- EP1995490A2 EP1995490A2 EP08154178A EP08154178A EP1995490A2 EP 1995490 A2 EP1995490 A2 EP 1995490A2 EP 08154178 A EP08154178 A EP 08154178A EP 08154178 A EP08154178 A EP 08154178A EP 1995490 A2 EP1995490 A2 EP 1995490A2
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- EP
- European Patent Office
- Prior art keywords
- cylinder tube
- separate component
- spatter
- elastic ring
- sweat
- Prior art date
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- Withdrawn
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
- F16F9/00—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
- F16F9/32—Details
- F16F9/3207—Constructional features
- F16F9/3235—Constructional features of cylinders
- F16F9/3242—Constructional features of cylinders of cylinder ends, e.g. caps
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B15/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
- F15B15/08—Characterised by the construction of the motor unit
- F15B15/14—Characterised by the construction of the motor unit of the straight-cylinder type
- F15B15/1423—Component parts; Constructional details
- F15B15/1438—Cylinder to end cap assemblies
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
- F16F2226/00—Manufacturing; Treatments
- F16F2226/04—Assembly or fixing methods; methods to form or fashion parts
- F16F2226/048—Welding
Definitions
- the invention relates to a cylinder tube with a spatter protection, in particular for a vibration damper, according to the preamble of patent claim 1.
- a joining method used for this purpose is the resistance welding, in particular the capacitor discharge welding.
- this has the disadvantage that form small spatter and deposit on the inner surface of the cylinder barrel.
- the inner circumferential surface of the cylinder tube serves as a guide surface for a piston valve fixed to a piston valve or a separating piston.
- a splash guard This is formed by a sealing ring which is braced at the height of a weld between a groove formed on the bottom and the inner circumferential surface of the cylinder tube.
- the sealing ring thus proves to be a blocking device against penetrating weld spatter in the cylinder tube interior. Furthermore, it fulfills the function of a radial centering element for the floor, since the outer diameter of the sealing ring is made larger than that of the floor. Due to the excess also leaks in the weld can be compensated.
- a major disadvantage of this variant is the production of the soil.
- complicated and expensive forming tools are necessary, which are not related to the finished product.
- the object of the present invention is to provide a spatter protection which overcomes the problems associated with the prior art of excessive tooling costs and sealing ring destruction.
- the object is achieved in that the spatter protection is designed such that it creates a sweat splash-insulating space in the interior of the cylinder tube.
- This space reduces the scattering area of the welding spatters caused by the welding and protects the interior, such as the gas space of a monotube vibration damper, from contamination.
- the sweat-splatter-isolating space is realized with the aid of a separate component from the ground.
- This may e.g. be designed as a simple stamping made of sheet steel, which is much cheaper compared to the bottom forming of the prior art.
- a variant consists in that the separate component is supported at least indirectly on the floor and on the Zylinderrohrinnenvvand, whereby the separate component is clearly defined in its position.
- An easily implementable attachment variant consists in at least one point connection, e.g. a NOTEversch diggerated or a NOTEverklebung.
- the separate component is attached centrally to the floor center.
- the attachment can also be made at a distance from the center of the ground.
- the soil is strongly heated in an area around the weld, which may adversely affect the fixation of the separate component on the opposite side.
- the radial displacement of the point connection to the outside of this problem can be avoided.
- a next embodiment variant provides for the non-positive arrangement of the separate component inside the cylinder tube inner wall. As a result, can be dispensed with a bottom-side mounting, which brings above all a time savings during the assembly process with it.
- the schvv tailorerisolierende space can also be created by a recess of the soil.
- the recess can be made for example by machining.
- the sweat-splatter-isolating space should be sealed from the interior of the cylinder tube to reliably prevent contamination of the interior.
- this can be done by a cylindrical tube inner wall-side sealing surface on the separate component.
- a thin one Plastic layer is thus prevented in addition to the seal and a shunt by a metallic separate component in the case of resistance welding.
- a seal can also be realized by a sealing section. This extends in the axial direction between the cylinder tube inner wall and the separate component, or the bottom, and has a width of only a few micrometers, which is sufficient to prevent a solid passage in the form of welding spatter.
- the advantage of this variant consists in its one-piece, since this minimizes the assembly effort.
- the sealing of the sweat-splatter isolating space can also be accomplished by the provision of an elastic ring, which maintains a distance from the ground to avoid the problems indicated by the prior art.
- an elastic ring advantageously a commercial O-ring is provided, since this is inexpensive available in almost all dimensions.
- the O-ring is positioned either between the bottom and the cylinder tube inner wall or between the separate component and the cylinder tube inner wall. This has the advantage that, as already described above, a shunt is avoided.
- the elastic ring serves as a guide element during assembly, since its outer diameter is made larger than that of the bottom or the separate component. To prevent slippage of the O-ring in the load case of the cylinder tube, the separate component has a groove for receiving the elastic ring.
- a contact surface for axial securing of the ring can be created. If the separate component is produced as a simple stamped part, the contact surface can be formed, for example, by bending over an edge on the component.
- the cross-section of the separate component is characterized in the simplest case by a disc-shaped configuration, since this manufacturing technology is the most cost-effective to manufacture.
- the disc When mounted, the disc resembles a separating piston in a monotube vibration damper. Whether the disc is moved under load in the direction of the bottom side, this does not matter because it should protect the cylinder tube interior only during the welding of the bottom with the cylinder tube.
- topffömigen cross section can be advantageously realized by a stamped part.
- the formation of a groove or a contact surface for the elastic ring is easy to implement.
- a sleeve-shaped cross section is characterized mainly by its small footprint in the interior of the cylinder tube.
- the separate component can be designed essentially as an elastic component with a bias against the cylinder tube. This carries e.g. to an increased contact pressure of the separate component to the Zylinderrohrinnenvvand at and thereby increases the seal.
- a pressure-loaded gas space is located on the bottom side in the cylinder tube of a monotube vibration damper.
- the gas space is designed for the dimensions of the entire vibration damper and its components. Now, if a separate component is integrated, so also the gas space is reduced. In order to prevent this, passage openings, for example on the separate component, e.g. provided in the form of slots, which create a pressure equalization between the sweat splash-insulating space and the gas space. It also ensures that the separate component is pressure balanced under load of the shock absorber and can not move axially within the cylinder tube.
- passage openings are designed in such a way that there is the possibility of a weld spatter passage, a cover part is arranged downstream of the separate component at a small distance, so that the passage openings at least partially cover it. This avoids contamination of the gas space, but pressure equalization is still possible.
- the pressure equalization with at least one slot as a passage opening which in the assembled state of the separate component in the cylinder tube at least partially closed.
- the separate component is advantageously designed as an elastic component.
- the separate component can be made of plastic.
- Plastic moldings can be produced by injection molding in high accuracy and are economically efficient, especially for large quantities. Another advantage that results from this is the weight saving, which is an interesting factor, especially in the automotive industry.
- the Fig. 1 shows a known from the prior art one-tube vibration damper. 1
- This essentially comprises a cylinder tube 3, in which a piston valve 5 is arranged to be axially movable on a piston rod 7.
- a guide 9 with a seal 11 closes a working chamber 13 filled with damping medium, which is separated by a pressure chamber 17 which is axially movable by an axially movable separating piston 15. This compensates the volume displaced by the retraction or extension movement of the piston rod 7.
- the separating piston 15 moves accordingly.
- the gas space 17 is closed at the end via a welded-in bottom 19, on which an elastic ring 31 is arranged toward the cylinder tube interior, which protects the gas space 17 from welding spatter during the welding process.
- One Mounting joint 23 for connection to a vehicle is externally connected to the ground.
- the following exemplary embodiments show various arrangement variants of the bottom-side spatter protection and, as a result, different variants of the sweat-splatter-isolating space 29.
- the spatter protection is shown as a separate component 25 from the bottom 19. This is based on the bottom 19 and indirectly on the cylinder tube inner wall 27, whereby the sweat splash-insulating space 29 is defined in its extension.
- the outer diameter of the cup-shaped component 25 is made smaller than the inner diameter of the cylinder tube 3.
- the spatter protection is fixed by means of spot welding at the bottom center.
- a groove 33 is formed on the separate component 25.
- a commercially available O-ring 31 is used, whose outer diameter is made larger than that of the cup-shaped member 25.
- the bottom 19 is automatically centered during assembly to the cylinder tube 3.
- the separate component 25 Fig. 2 but also a cover 37 be arranged downstream, that the passage openings 35 at least partially covers.
- the size and position of the openings 35 can thus be chosen relatively freely.
- An annular gap 39 between the separate component 25 and the cover 37 allows pressure equalization.
- an annular sweat-splatter-isolating space 29 is provided by a sleeve-shaped member 25 (eg, sheet metal bending member).
- a sleeve-shaped member 25 eg, sheet metal bending member.
- the outer diameter of the sleeve 25 is in turn smaller than the inner diameter of the cylinder tube 3.
- the Zylinderrohrinnenwand workede seal via the elastic ring 31, which has an excess to the separate component 25 as in the previous example.
- the elastic ring 31 is attached thereto prevented slip under load of the vibration damper 1 in the gas space 17.
- the MAG welding is used, in which a strong heat is exerted on the bottom 19.
- the separate component 25 dissolves on the opposite side of the bottom 19, if it is also mounted centrally. Due to the radial displacement of the attachment point 41 of the spatter protection to the outside that is prevented.
- the separate component 25 may also be T-shaped ( Fig. 5 ).
- an elastic ring in the form of an O-ring 31 is arranged inside the cylinder tube and is fixed in a groove 33.
- the outer diameters of the T-shaped member 25 and the O-ring 31 are made as in the previous examples.
- the vertical shape 43 of the separate component 25 serves as a kind of handle and thus facilitates the assembly.
- it is supported by the bottom side and is defined under pressure in the gas space 17 in its position.
- the sweat-splatter-isolating space 29 is formed as an annular space.
- the Fig. 6 shows the frictional arrangement of the separate component 25 within the cylinder tube inner wall 27. This serves the entire space between the bottom 19 and the separate component 25 as sweat splash-insulating space 29.
- the separate component 25 is disc-shaped here and on its outside with a sealing surface 45, eg made of PE, for sealing from the gas space 17.
- the disc 25 has passage openings 35 which are approximately like the Legs of a V are directed at a certain angle to each other. As a result, spatter can penetrate maximally to the inner surface of the passage openings 35.
- a pressure equalization is made possible, which prevents the disc-shaped member 25 from doing under load of the vibration damper axial movements as the separating piston 15.
- Fig. 7 the frictional arrangement with a cup-shaped plastic part 25 is shown.
- the sweat-splatter-isolating space 29 is thus axially limited by the bottom 19 and the plastic part 25 and has a U-shaped cross-section.
- the pot-shaped component 25 is substantially elastic in character and provided with a bias against the cylinder tube inner wall 27.
- a sealing surface 45 which seals the sweat-splash-isolating space 29 from the gas space 17, is applied to its cylindrical tube-side contact surface. Due to the bias, the sealing effect is additionally increased.
- the elastic member 25 is provided in this example with axial slots 47 as passages 35.
- the Fig. 7a shows the separate component 25 in the side view prior to assembly.
- the slots 47 are designed substantially conical. This allows the component to be in the assembled state ( Fig. 7b ) at least partially closes. As a result, a spatter penetration is prevented, a pressure equalization between gas space and sweat splash-insulating space still possible.
- passage openings 35 for pressure equalization may be attached to the separate component 25.
- a recess 49 of the bottom 19 forms a sweat-splash-isolating space 29.
- the recess 49 can be made, for example, by machining, wherein the surface quality plays a subordinate role.
- the outer diameter of the bottom 19 is made smaller in the region of the inner space than the inner diameter of the cylinder tube 3. Smaller in this context means a size difference of only a few micrometers.
- the axial extent in this region of the bottom 19, however, is many times greater than the distance between the cylinder tube 3 and the bottom 19.
- a sealing section 51 is formed, which ensures that no spatter can get into the gas space 17, the pressure level however, in the gas space 17 and in the sweat-splash-isolating space 29 is the same.
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft ein Zylinderrohr mit einem Schweißspritzerschutz, insbesondere für einen Schwingungsdämpfer, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
- Zur Befestigung eines Bodens an einem Zylinderrohr eines Schwingungsdämpfers sind zahlreiche Verfahren bekannt. Ein verwendetes Fügeverfahren ist hierfür das Widerstandsschweißen, insbesondere das Kondensator-Entladungsschweißen. Dieses hat jedoch zum Nachteil, dass sich kleine Schweißspritzer bilden und an der Innenmantelfläche des Zylinderrohres ablagern. Die Innenmantelfläche des Zylinderrohres dient jedoch als Führungsfläche für ein an einer Kolbenstange befestigtes Kolbenventil oder einen Trennkolben. Durch die durch Schweißspritzer hervorgerufenen Unebenheiten der Innenmanteloberfläche des Zylinderrohres kann das Kolbenventil oder der Trennkolben und somit folglich der gesamte Schwingungsdämpfer in seiner Funktion erheblich beeinträchtigt oder sogar zerstört werden.
- Das Entfernen der Schweißspritzer für Schwingungsdämpferzylinderrohre ist aus produktionstechnischer Hinsicht nicht realisierbar, da Serienprodukte vor allem kurze und automatisierte Produktionsschritte voraussetzen.
- Zur Umgehung dieses Problems wird in der
DE 92 03 542 U1 ein Spritzschutz beschrieben. Dieser wird durch einen Dichtring gebildet, der auf der Höhe einer Schweißnaht zwischen einer an dem Boden ausgeführten Nut und der Innenmantelfläche des Zylinderrohres verspannt ist. Der Dichtring erweist sich damit als Blockiereinrichtung gegen eindringende Schweißspritzer in den Zylinderrohrinnenraum. Des Weiteren erfüllt er die Funktion eines radialen Zentrierelements für den Boden, da der Außendurchmesser des Dichtrings größer ausgebildet ist als der des Bodens. Durch das Übermaß können ferner Undichtigkeiten in der Schweißnaht kompensiert werden. - Ein wesentlicher Nachteil dieser Variante ist jedoch die Herstellung des Bodens. Zur Ausbildung der Nut an dem Boden sind komplizierte und kostenaufwendige Umformwerkzeuge nötig, die nicht in Relation zum gefertigten Endprodukt stehen.
- Um eine Verbindung zwischen dem Schwingungsdämpfers und einem Fahrzeug herzustellen, sind am Schwingungsdämpfer Befestigungsgelenke angeordnet. In der
DE 92 03 542 U1 ist das Befestigungsgelenk über eine zylindrische Erhebung mit einem Gewinde mit dem Boden verschraubt. - Häufig werden aber auch die Befestigungsgelenke mittels Schweißverfahren am Boden fixiert, der sich dabei so stark erhitzt, dass es zur Beschädigung/Verbrennung des mit dem Boden verbundenen Dichtrings führt. Dadurch ist dieser zum Einen in seiner Dichtungs- und Zentrierfunktion gestört. Zum Anderen kann er im Falle eines Einrohrdämpfers den über dem Boden angeordneten Gasraum verschmutzen, was die Funktion eines im Zylinderrohr axial beweglich angeordneten Trennkolbens negativ beeinflusst.
- Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Schweißspritzerschutz zu schaffen, der die mit dem Stand der Technik verbundenen Probleme der zu hohen Werkzeugkosten und der Dichtringzerstörung behebt.
- Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass der Schweißspritzerschutz derart ausgeführt ist, dass er einen schweißspritzerisolierenden Raum im Innenraum des Zylinderrohres schafft.
- Dieser Raum reduziert den Streuungsbereich der durch die Verschweißung hervorgerufenen Schweißspritzer und schützt den Innenraum, wie z.B. den Gasraum eines Einrohrschwingungsdämpfers, vor Verunreinigungen.
- Vorteilhafterweise wird der schweißspritzerisolierende Raum unter zu Hilfenahme eines vom Boden separaten Bauteils realisiert. Dieses kann z.B. als einfaches Stanzteil aus Stahlblech ausgeführt sein, was im Vergleich zur Bodenumformung aus dem Stand der Technik wesentlich kostengünstiger ist.
- Für die Anordnung des separaten Bauteils im Zylinderrohr bieten sich mehrere Möglichkeiten.
- Eine Variante besteht darin, dass sich das separate Bauteil zumindest mittelbar am Boden und an der Zylinderrohrinnenvvand abstützt, wodurch das separate Bauteil eindeutig in seiner Lage definiert ist.
- Dabei ist es von Vorteil das separate Bauteil bodenseitig zu befestigen. Dadurch werden ein Lösen und damit ein Bewegen des separaten Bauteils im Zylinderrohr vermieden. Dies ist insofern wichtig, da Schwingungsdämpfer möglichst geräuscharm arbeiten sollen und dem Aufkommen von unerwünschten Klappergeräuschen vorgebeugt wird. Außerdem wird der Zeitaufwand des Zusammenbaus minimiert, da der Schvveißspritzerschutz und der Boden gleichzeitig montiert werden können.
- Eine leicht umsetzbare Befestigungsvariante besteht in mindestens einer punktuellen Verbindung, z.B. einer Punktverschweißung oder einer Punktverklebung.
- Im einfachsten Fall wird das separate Bauteil zentral an der Bodenmitte befestigt.
- Vorteilhafterweise kann die Befestigung aber auch in einem Abstand zur Bodenmitte vorgenommen werden. Bei einer späteren Verschweißung eines Befestigungsgelenks an der Außenseite des Bodens, die üblicherweise an der Bodenmitte erfolgt, wird der Boden in einem Bereich um die Schweißnaht stark erhitzt, was sich unter Umständen negativ auf die Fixierung des separaten Bauteils auf der Gegenseite auswirken kann. Durch die radiale Verlagerung der Punktverbindung nach außen kann dieses Problem vermieden werden.
- Eine nächste Ausführungsvariante sieht die kraftschlüssige Anordnung des separaten Bauteils innerhalb der Zylinderrohrinnenwand vor.
Dadurch kann auf eine bodenseitige Befestigung verzichtet werden, was vor allem eine Zeitersparnis während des Montageprozesses mit sich bringt. - In weiterer Ausgestaltung kann der schvveißspritzerisolierende Raum ebenso durch eine Aussparung des Bodens geschaffen werden. Die Aussparung kann beispielsweise spanend hergestellt werden.
- In allen Anordnungsfällen soll der schweißspritzerisolierende Raum vom innenraum des Zylinderrohres abgedichtet sein, um Verunreinigungen des Innenraums zuverlässig zu verhindern.
- Dies kann zum Einen durch eine zylinderrohrinnenwandseitige Dichtfläche am separaten Bauteil geschehen. Durch das Auftragen von z.B. einer dünnen Kunststoffschicht wird so neben der Abdichtung auch ein Nebenschluss durch ein metallisches separates Bauteil im Falle einer Widerstandsverschweißung verhindert.
- Optional kann eine Abdichtung auch durch eine Dichtstrecke realisiert werden. Diese erstreckt sich in axialer Richtung zwischen der Zylinderrohrinnenwand und dem separaten Bauteil, oder dem Boden, und hat eine Breite von nur wenigen Mikrometern, was ausreicht um einen Feststoffdurchtritt in Form von Schweißspritzern zu unterbinden. Der Vorteil dieser Variante besteht in ihrer Einteiligkeit, da dadurch der Zusammenbauaufwand minimiert wird.
- Des Weiteren kann die Abdichtung des schweißspritzerisolierenden Raums ebenso durch die Anordnung eines elastischen Rings erfolgen, wobei dieser einen Abstand zum Boden einhält, um die aus dem Stand der Technik aufgezeigten Probleme zu vermeiden. Als elastischer Ring ist vorteilhafterweise ein handelsüblicher O-Ring vorgesehen, da dieser in nahezu allen Abmessungen preiswert zur Verfügung steht.
Der O-Ring ist entweder zwischen dem Boden und der Zylinderrohrinnenwand oder zwischen dem separaten Bauteil und der Zylinderrohrinnenwand positioniert. Dies hat zum Vorteil, dass wie bereits oben beschrieben ein Nebenschluss vermieden wird. Außerdem dient der elastische Ring als Führungselement bei der Montage, da sein Außendurchmesser größer ausgeführt ist, als der des Bodens oder des separaten Bauteils.
Um im Belastungsfall des Zylinderrohres ein Abrutschen des O-Rings zu verhindern, besitzt das separate Bauteil eine Nut zur Aufnahme des elastischen Rings. - Alternativ kann aber auch eine Anlagefläche zur axialen Sicherung des Rings geschaffen werden. Wird das separate Bauteil als einfaches Stanzteil gefertigt kann die Anlagefläche beispielsweise durch Umbiegen einer Kante am Bauteil gebildet werden.
- Der Querschnitt des separaten Bauteils zeichnet sich im einfachsten Fall durch eine scheibenförmige Ausgestaltung aus, da diese herstellungstechnisch am kostengünstigsten zu fertigen ist. Die Scheibe ähnelt im montierten Zustand einem Trennkolben in einem Einrohrschwingungsdämpfer. Ob die Scheibe unter Belastung in Richtung Bodenseite verschoben wird, spielt hierbei keine Rolle, da sie den Zylinderrohrinnenraum lediglich während der Verschweißung des Bodens mit dem Zylinderrohr schützen soll.
- Die Ausbildung eines topffömigen Querschnitts lässt sich vorteilhafterweise durch ein Stanzteil realisieren. Dabei ist die Ausbildung einer Nut oder einer Anlagefläche für den elastischen Ring einfach umzusetzen.
- Durch die senkrechte Ausprägung eines T-förmigen Querschnitts des separaten Bauteils, stützt sich dieses bodenseitig ab und ist durch die Druckbeaufschlagung in einem Gasraum eines Einrohrschwingungsdämpfers in seiner Lage definiert.
- Ein hülsenförmiger Querschnitt zeichnet sich vor allem durch seinen geringen Platzbedarf im Innenraum des Zylinderrohres aus.
- Das separate Bauteil kann im Wesentlichen als elastisches Bauteil mit einer Vorspannung gegenüber dem Zylinderrohr ausgeführt sein. Dies trägt z.B. zu einer erhöhten Anpresskraft des separaten Bauteils an die Zylinderrohrinnenvvand bei und erhöht dadurch die Abdichtung.
- Ein druckbelastete Gasraum befindet sich bodenseitig im Zylinderrohr eines Einrohrschwingungsdämpfers. Der Gasraum ist auf die Abmessungen des gesamten Schwingungsdämpfers und seiner Komponenten ausgelegt. Wird nun ein separates Bauteil integriert, so wird auch folglich der Gasraum verkleinert. Um dies zu verhindern sind am separaten Bauteil Durchtrittsöffnungen z.B. in Form von Schlitzen vorgesehen, die einen Druckausgleich zwischen dem schweißspritzerisolierendem Raum und dem Gasraum schaffen. Außerdem wird dadurch gewährleistet, dass das separate Bauteil unter Belastung des Schwingungsdämpfers druckausgeglichen ist und sich innerhalb des Zylinderrohres nicht axial verschieben kann.
- Sind die Durchtrittsöffnungen derart ausgeführt, dass die Möglichkeit eines Schweißspritzerdurchtritts besteht, wird dem separaten Bauteil in einem geringen Abstand ein Abdeckteil nachgeordnet, dass die Durchtrittsöffnungen zumindest teilweise abdeckt. Dadurch werden Verunreinigungen des Gasraums vermieden, ein Druckausgleich ist jedoch noch möglich.
- Optional kann der Druckausgleich mit mindestens einem Schlitz als Durchtrittsöffnung erfolgen, der im montiertem Zustand des separaten Bauteils im Zylinderrohr zumindest teilverschlossen ist. Das separate Bauteil ist hierbei vorteilhafterweise als elastisches Bauteil ausgeführt.
- Um einen Nebenschluss bei der Verschweißung des Bodens grundsätzlich zu vermeiden, kann das separate Bauteil aus Kunststoff gefertigt werden. Kunststoffformteile lassen sich mittels Spritzgussverfahren in hoher Genauigkeit herstellen und sind vor allem bei großen Stückzahlen wirtschaftlich effizient.
Ein weiterer Vorteil, der sich daraus ergibt, ist die Einsparung an Gewicht, was vor allem in der Automobilindustrie einen interessanten Faktor darstellt. - Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnungen beispielhaft erläutert.
- Fig. 1:
- Längsschnitt durch einen Einrohrschwingungsdämpfer
- Fig. 2:
- Schweißspritzerschutz mit topfförmigen separaten Bauteil
- Fig. 3:
- Schweißspritzerschutz gem.
Fig. 2 mit nachgeordnetem Abdeckteil - Fig. 4:
- Schweißspritzerschutz mit hülsenförmigen separaten Bauteil
- Fig. 5:
- Schweißspritzerschutz mit T-förmigen separaten Bauteil
- Fig. 6:
- Kraftschlüssige Andordnung des Schweißspritzerschutzes mit scheibenförmigen separaten Bauteil
- Fig. 7:
- Kraftschlüssige Andordnung des Schweißspritzerschutzes mit topfförmigen separaten Bauteil
- Fig. 7a:
- Topfförmiges separates Bauteil nach
Fig. 7 vor der Montage - Fig. 7b:
- Topfförmiges separates Bauteil nach
Fig. 7 nach der Montage - Fig. 8:
- Einteiliger Schweißspritzerschutz
- Die
Fig. 1 zeigt einen aus dem Stand der Technik bekannten Einrohrschwingungsdämpfer 1.
Dieser umfasst im Wesentlichen ein Zylinderrohr 3, in dem ein Kolbenventil 5 an einer Kolbenstange 7 axial beweglich angeordnet ist. An der Austrittsseite der Kolbenstange 7 verschließt eine Führung 9 mit einer Dichtung 11 einen mit Dämpfmedium gefüllten Arbeitsraum 13, der durch einen axial beweglichen Trennkolben 15 von einem druckbelasteten Gasraum 17 separiert wird. Dieser kompenseniert das bei Ein- oder Ausfahrbewegung der Kolbenstange 7 verdrängte Volumen. Der Trennkolben 15 bewegt sich dabei entsprechend. Der Gasraum 17 wird endseitig über einen eingeschweißten Boden 19 verschlossen, an dem zum Zylinderrohrinnenraum hin ein elastischer Ring 31 angeordnet ist, der den Gasraum 17 während des Schweißvorgangs vor Schweißspritzern schützt. Ein Befestigungsgelenk 23 zur Verbindung mit einem Fahrzeug ist außenseitig mit dem Boden verbunden. - Die folgenden Ausführungsbeispiele zeigen verschiedene Anordnungsvarianten des bodenseitigen Schweißspritzerschutzes und dadurch verschiedene Varianten des schweißspritzerisolierenden Raumes 29.
- In
Fig. 2 ist der Schweißspritzerschutz als ein vom Boden 19 separates Bauteil 25 dargestellt. Dieses stüzt sich am Boden 19 und mittelbar an der Zylinderrohrinnenwand 27 ab, wodurch der schweißspritzerisolierende Raum 29 in seiner Ausdehnung definiert ist.
Der Außendurchmesser des topfförmigen ausgebildeten Bauteils 25 ist kleiner ausgeführt als der Innendurchmesser des Zylinderrohres 3. Der Schweißspritzerschutz ist mittels Punktverschweißung an der Bodenmitte fixiert. Zur Aufnahme eines elastischen Rings 31 ist am separaten Bauteil 25 eine Nut 33 ausgebildet. Als elastischer Ring 31 wird ein handelsüblicher O-Ring 31 verwendet, dessen Außendurchmesser größer ausgeführt ist als der des topfförmigen Bauteils 25. Dadurch wird der Boden 19 bei der Montage automatisch zum Zylinderrohr 3 zentriert. Bei der anschließenden Verschweißung des Bodens 19 mit dem Zylinderrohr 3, bei der das Kondensator-Entladungsschweißen (KES) zur Anwendung kommt, wird durch das Übermaß des O-Rings 31 zugleich ein Nebenschluß verhindert.
Hauptaufgabe des O-Rings 31 ist es jedoch, den schweißspritzerisolierende Raum 29 vom Gasraum 17 abzudichten. Dafür ist die Nut 33 des separaten Bauteils 25 in einem axialen Abstand zum Boden 19 angebracht, sodass der O-Ring 31 bei der Bodenanschweißung, keinem übermäßigen Wärmeeinfluß ausgesetzt ist und nicht zerstört werden kann.
Um den schweißspritzerisolierenden Raum 29 gegenüber dem Gasraum druckausgeglichen zu halten, sind am separaten Bauteil 25 Durchtrittsöffnungen 35 angebracht, die der Schweißspritzergröße angepaßt sind. Damit dennoch keine Schweißspritzer in den Gasraum 17 gelangen können, sind die Durchtrittsöffnungen 35 zum Einen in einem relativ spitzen Winkel zur Schweißnaht und zum Anderen in gegenläufiger Richtung zur Streuungsrichtung der Schweißspritzer angeordnet. - Ergänzend kann, wie die
Fig. 3 zeigt, dem separaten Bauteil 25 ausFig. 2 aber auch ein Abdeckteil 37 nachgeordnet sein, dass die Durchtrittsöffnungen 35 zumindest teilweise abdeckt. Die Größe und Lage der Durchtrittsöffnungen 35 kann damit relativ frei gewählt werden. Ein Ringspalt 39 zwischen dem separaten Bauteil 25 und dem Abdeckteil 37 ermöglicht einen Druckausgleich. - Im nächsten Ausführungsbeispiel (
Fig. 4 ) wird ein ringförmiger schweißspritzerisolierender Raum 29 durch ein hülsenförmiges Bauteil 25 (z.B. Blechbiegeteil) geschaffen. Um einen Nebenschluss bei der KES-Bodenverschweißung zu vermeiden, ist der Außendurchmesser der Hülse 25 wiederrum kleiner als der Innendurchmesser des Zylinderrohres 3. Die zylinderrohrinnenwandseitige Abdichtung erfolgt über den elastischen Ring 31, der wie im vorangegangenem Beispiel ein Übermaß zum separaten Bauteil 25 aufweist. Durch das Formen einer Anlagefläche 40 wird der elastischen Ring 31 daran gehindert unter Belastung des Schwingungsdämpfers 1 in den Gasraum 17 abzurutschen.
Bei der mittigen Verschweißung eines Befestigungsgelenks 23 an der Außenseite des Bodens 19 wird vor allem das MAG-Schvveißen angewandt, bei dem eine starke Hitzeeinwirkung auf den Boden 19 ausgeübt wird. Dabei besteht die Gefahr, dass sich das separate Bauteil 25 auf der Gegenseite vom Boden 19 löst, wenn es ebenfalls mittig befestigt ist. Durch die radiale Verlagerung der Befestigungsstelle 41 des Schweißspritzerschutzes nach außen hin wird dem vorgebeugt. - Alternativ kann das separate Bauteil 25 aber auch T-förmig ausgebildet sein (
Fig. 5 ). Zur Abdichtung ist zylinderrohrinnenvvandseitig ein elastischer Ring in Form eines O-Rings 31 angeordnet, der in einer Nut 33 fixiert ist. Die Außendurchmesser des T-förmigen Bauteils 25 und des O-Rings 31 sind wie in den vorangegangenen Beispielen ausgeführt. Die senkrechte Ausprägung 43 des separaten Bauteils 25 dient als eine Art Griff und erleichtert damit die Montage. Außerdem stützt es sich dadurch bodenseitig ab und ist unter Druckbeaufschlagung im Gasraum 17 in seiner Lage definiert. Somit ist der schweißspritzerisolierende Raum 29 als Ringraum ausgebildet. - Die
Fig. 6 zeigt die kraftschlüssige Anordnung des separaten Bauteils 25 innerhalb der Zylinderrohrinnenwand 27. Dadurch dient der komplette Raum zwischen dem Boden 19 und dem separaten Bauteil 25 als schweißspritzerisolierender Raum 29. Das separate Bauteil 25 ist hier scheibenförmig ausgebildet und an seiner Außenseite mit einer Dichtfläche 45 , z.B. aus PE, zur Abdichtung vom Gasraum 17 versehen. Die Scheibe 25 weist Durchtrittsöffnungen 35 auf, die annäherungsweise wie die Schenkel eines V in einem gewissen Winkel zueinandergerichtet sind. Dadurch können Schweißspritzer maximal bis zur Innenfläche der Durchtrittsöffnungen 35 vordringen. Außerdem wird wiederum ein Druckausgleich ermöglicht, der das scheibenförmige Bauteil 25 daran hindert bei Belastung des Schwingungsdämpfers axiale Bewegungen wie der Trennkolben 15 vorzunehmen. - Als Alternative zu einer scheibenförmigen Ausgestaltung des separaten Bauteils 25 ist in
Fig. 7 die kraftschlüssige Anordnung mit einem topfförmigen Kunststoffteil 25 dargestellt. Der schweißspritzerisolierende Raum 29 ist somit durch den Boden 19 und dem Kunststoffteil 25 axial begrenzt und weist einen U-förmigen Querschnitt auf. Das topfförmige Bauteil 25 ist im Wesentlichen elastischen Charakters und mit einer Vorspannung gegenüber der Zylinderrohrinnenwand 27 versehen. An seiner zylinderrohrinnenseitigen Berührfläche ist eine Dichtfläche 45 aufgetragen, die den schweißspritzerisolierenden Raum 29 vom Gasraum 17 abdichtet. Durch die Vorspannung wird die Dichtwirkung zusätzlich erhöht.
Das elastische Bauteil 25 ist in diesem Beispiel mit axialen Schlitzen 47 als Durchtrittsöffnungen 35 versehen.
DieFig. 7a zeigt das separate Bauteil 25 in der Seitenansicht vor der Montage. Die Schlitze 47 sind dabei im Wesentlichen konisch ausgeführt. Dies ermöglicht, dass sich das Bauteil im montierten Zustand (Fig. 7b ) zumindest teilverschließt. Dadurch wird ein Schweißspritzerdurchtritt verhindert, ein Druckausgleich zwischen Gasraum und schweißspritzerisolierendem Raum jedoch noch ermöglicht. - Grundsätzlich ist zu vermerken, dass bei allen Anordnungen, bei denen ein elastischer Ring 31 oder eine Dichtfläche 45 zur Abdichtung des schweißspritzerisolierenden Raums 29 verwendet wird Durchtrittsöffnungen 35 zum Druckausgleich am separaten Bauteil 25 angebracht sein können.
- In
Fig. 8 bildet eine Aussparung 49 des Bodens 19 einen schweißspritzerisolierenden Raum 29. Die Aussparung 49 kann z.B. spanend gefertigt sein, wobei die Oberflächengüte eine untergeordnete Rolle spielt. Der Außendurchmesser des Bodens 19 ist im Bereich des Innenraums kleiner ausgeführt, als der Innendurchmesser des Zylinderrohres 3. Kleiner in diesem Zusammenhang bedeutet eine Größendifferenz von nur wenigen Mikrometern. Die axiale Ausdehnung in diesem Bereich des Bodens 19 ist allerdings um ein vielfaches größer, als der Abstand zwischen dem Zylinderrohr 3 und dem Boden 19. Dadurch wird eine Dichtstrecke 51 gebildet, die gewährleistet, dass keine Schweißspritzer in den Gasraum 17 gelangen können, das Druckniveau jedoch im Gasraum 17 sowie im schweißspritzerisolierenden Raum 29 gleich ist.
Claims (26)
- Zylinderrohr (3), insbesondere für einen Schwingungsdämpfer (1), wobei ein Boden (19), mittels einem Schweißverfahren gasdicht an einem Ende des Zylinderrohres (3) befestigt wird und dadurch einen Innenraum begrenzt und ein Schweißspritzerschutz den Innenraum vor Verunreinigungen schützt,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Schweißspritzerschutz (25;31;37;45;49;51) derart angeordnet ist, dass er einen schweißspritzerisolierenden Raum (29) im Innenraum des Zylinderrohres (3) schafft. - Zylinderrohr (3) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Schweißspritzerschutz als separates Bauteil (25) zum Boden (19) ausgeführt ist. - Zylinderrohr (3) nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass sich das separate Bauteil (25) zumindest mittelbar am Boden (19) und an der Zylinderrohrinnenwand (27) abstützt. - Zylinderrohr (3) nach einem der Ansprüche 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass das separate Bauteil (25) am Boden (19) befestigt ist. - Zylinderrohr (3) nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass das separate Bauteil (25) mit mindestens einer punktuellen Verbindung am Boden (19) befestigt ist. - Zylinderrohr (3) nach einem der Ansprüche 4 oder 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass das separate Bauteil (25) an der Bodenmitte befestigt ist. - Zylinderrohr (3) nach einem der Ansprüche 4 oder 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass das separate Bauteil (25) in einem Abstand zur Bodenmitte befestigt ist. - Zylinderrohr (3) nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass das separate Bauteil (25) kraftschlüssig innerhalb der Zylinderrohrinnenwand (27) angeordnet ist. - Zylinderrohr (3) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass der schweißspritzerisolierende Raum (29) durch eine Aussparung (49) des Bodens (19) gebildet wird. - Zylinderrohr (3) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass der schweißspritzerisolierende Raum (29) abgedichtet ist. - Zylinderrohr (3) nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass das separate Bauteil (25) zylinderrohrinnenwandseitig eine Dichtfläche (45) aufweist. - Zylinderrohr (3) nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass der schweißspritzerisolierende Raum (29) durch eine Dichtstrecke (51) vom Innenraum abgedichtet ist. - Zylinderrohr (3) nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass der schweißspritzerisolierende Raum (29) durch einen elastischen Ring (31) vom Innenraum abgedichtet ist, wobei der elastische Ring (31) einen Abstand zum Boden (19) einhält. - Zylinderrohr (3) nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet,
dass der elastische Ring (31) zwischen der Zylinderrohrinnenvvand (27) und dem Boden (19) angeordnet ist. - Zylinderrohr (3) nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet,
dass der elastische Ring (31) zwischen der Zylinderrohrinnenwand (27) und dem separaten Bauteil (25) angeordnet ist. - Zylinderrohr (3) nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet,
dass das separate Bauteil (25) eine Nut (33) zur Aufnahme des elastischen Rings (31) aufweist. - Zylinderrohr (3) nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet,
dass das separate Bauteil (25) eine Anlagefläche (40) zur axialen Sicherung des elastischen Rings (31) aufweist. - Zylinderrohr (3) nach mindestens einem der Ansprüche 2 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass das separate Bauteil (25) einen scheibenförmigen Querschnitt aufweist. - Zylinderrohr (3) nach mindestens einem der Ansprüche 2 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass das separate Bauteil (25) einen topfförmigen Querschnitt aufweist. - Zylinderrohr (3) nach mindestens einem der Ansprüche 2 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass das separate Bauteil (25) einen T-förmigen Querschnitt aufweist. - Zylinderrohr (3) nach mindestens einem der Ansprüche 2 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass das separate Bauteil (25) hülsenförmig ausgebildet ist. - Zylinderrohr (3) nach mindestens einem der Ansprüche 2 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass das separate Bauteil (25) im Wesentlichen als elastisches Bauteil ausgeführt ist und eine Vorspannung gegenüber dem Zylinderrohr (3) aufweist. - Zylinderrohr (3) nach mindestens einem der Ansprüche 2 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass das separate Bauteil (25) Durchtrittsöffnungen (35) aufweist. - Zylinderrohr (3) nach Anspruch 23,
dadurch gekennzeichnet,
dass dem mit Durchtrittsöffnungen (35) versehenem separaten Bauteil (25) ein Abdeckteil (37) nachgeordnet ist, dass die Durchtrittsöffnungen (35) zumindest teilweise abdeckt. - Zylinderrohr (3) nach Anspruch 23,
dadurch gekennzeichnet,
dass das separate Bauteil (25) mindestens einen Schlitz (47) als Durchtrittsöffnung (35) vorsieht, der im montierten Zustand des separaten Bauteils (25) im Zylinderrohr (3) zumindest teilverschlossen ist. - Zylinderrohr (3) nach mindestens einem der Ansprüche 2 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass das separate Bauteil (25) aus Kunststoff gefertigt ist.
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